基于神经网络和多目标优化算法的掺铋光纤放大器设计

掺铋光纤放大器有助于将光纤通信系统拓展至新的传输波段。然而,其增益和噪声性能存在相互制约的关系,提升增益往往会导致噪声性能的恶化,反之亦然。因此,提出一种结合反向传播神经网络(BPNN)和带精英保留策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的多目标优化方法,通过对两级掺铋光纤放大器结构进行设计,实现了增益和噪声性能的同时优化。使用经过训练的BPNN对增益和噪声系数预测的均方根误差分别为0.191和0.084,具有较高预测精度。以高增益和低噪声系数为目标,使用NSGA-Ⅱ算法进行优化,得到包含500个解的Pareto最优解集。优化后,放大器所能实现的平均增益范围为15～37 d B,相应的平均噪声系数范围为4.95～5.31 d B。利用BPNN代替求解耦合微分方程来评价个体适应度,使得优化时间较传统方法由10⁶ s左右降低为80 s左右,大幅提升了优化效率。所提方法也为其他掺杂光纤放大器的高效率、多目标结构优化设计提供了一种新的思路。     

石墨烯量子点增强聚吡咯超级电容器电极的电化学性质(英文)

通过将吡咯单体在低温下与石墨烯量子点进行原位聚合,获得一种全新的聚吡咯/石墨烯量子点(PPY/GQD)复合材料.实验中采用了扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)对复合物的表面形貌、结构进行表征.结果表明,吡咯单体以石墨烯量子点为软模板,以化学键的方式在石墨烯量子点的表面聚合生长成片状聚吡咯.通过机械冷压法将粉末状PPY/GQD复合物压成圆片电极.电极的电化学测试结果表明,PPY和GQD质量比为50:1所制得的复合物的电容量为485 F.g-1,同时在2000次循环之后电容量只降低了大约2%.通过与同比例的PG(聚吡咯/石墨烯复合材料)以及纯PPY对比,发现聚吡咯/石墨烯量子点的高比容量及优异的循环稳定性将会使其在电化学超级电容器领域中具有潜在的应用价值.     

碱土金属盐对香芹酮布沃—布朗还原的影响

碱土金属盐对香芹酮布沃┐布朗还原的影响张永华丁辰元（首都师范大学化学系北京１０００３７）布沃－布朗（Ｂｏｕｖｅａｌｔ－Ｂｌａｎｃ）反应是在乙醇中金属钠还原醛、酮、羧酸酯成为相应醇的反应［１］。文献报道１－香芹酮用此法可以还原成二氢香芹醇，产率５４％［...     

多种薄油膜光谱反射率特性外场测试方法及结果分析

水面溢油机载航测工作需要以全面的溢油模拟目标的光谱反射率特性数据作为支撑,选择合适的工作波段,并通过获得的数据对溢油情况进行分析与判断。针对汽油、柴油、润滑油、煤油与原油五种目标样本,油膜从紫外波段到近红外波段进行了反射光谱测量,并将结果与相同实验环境下的水的反射光谱对比。实验结果表明油膜的光谱反射特性与油品类型以及油膜的厚度相关。不同种类的油膜在相同厚度的情况下,光谱反射率曲线的差异很大,而同一种类的油膜,随着油膜厚度的改变,光谱反射率曲线亦随之发生改变,因而就单一油膜而论,可以通过反射率曲线区分不同的油膜厚度。以相同的油膜厚度而论,柴油,煤油,润滑油在380 nm附近存在反射率峰值,与水的反射率差异明显,原油在大于340 nm波长的反射率远小于水,所得到的反射光谱能够在一定程度上区分不同类型油膜。实验涉及主要溢油油种,数据全面覆盖探测常用的光谱波段,定量化描述了油膜光谱反射率特性,为机载水面溢油探测工作的波段选择与水面溢油的早期发现与分析提供了全面的理论与数据支持。     

基于光栅阵列的城市轨道列车定位与测速方法

针对铁路及城市轨道交通运行环境多变、监测距离较长且监测方法易受雷电影响等问题,提出了一种基于光栅阵列的列车定位及测速方法.该方法利用抗电磁干扰能力强、复用容量大的超弱光栅阵列构成振动传感网络,采用非平衡马赫-曾德尔干涉解调法实现对列车运行振动信号的检测,在小波降噪后通过基于短时能量分布的端点检测法来实现对列车的精确定位,并利用相邻测区之间的距离与列车抵达的时间差来推算列车在该区域的运行速度.为验证该方案的可行性,在武汉地铁7号线湖工站至野芷湖站间搭建了实验系统进行现场测试.实验结果表明,该方案能实现对列车实时位置的精确定位,且测速误差为±2km/h,且经过长时间的测试,基于该方案的系统具有很好的可靠性和稳定性.     

Au-Pt催化剂的控制合成及其对乙醇电氧化性能

乙醇电氧化（EOR）是直接乙醇燃料电池和电解乙醇制氢共有的阳极反应.Au@Pt核壳和AuPt合金是广泛使用的两种电催化材料,迄今尚无两者对EOR性能的对比研究.以CO作为还原剂和淬灭剂合成了近似Pt单层的Au@Pt/C催化剂,作为对照,以NaBH₄还原法合成了相同Au∶Pt物质的量比和金属载量的AuPt/C催化剂;运用透射电子显微镜（TEM）、扫描透射电子显微镜-能谱仪（STEM-EDS）、X射线粉末衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等手段综合表征了两者结构之差异,同时以电化学循环伏安法和计时电流法测试了在碱性体系中其对EOR的电催化性能.结果表明,相比于商业化的Pt/C和Au/C,Au@Pt/C和AuPt/C对EOR的活性和稳定性均有着显著提升;Au@Pt/C对EOR的电催化活性和对C-C键断裂能力略优于AuPt/C.双金属催化剂中Au与Pt之间的晶格应力和部分电荷转移等效应可能是其性能提升的主要原因.     

基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间高分辨质谱的高通量血清代谢组学方法

采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间高分辨质谱(UPLC-QTOFMS)联用技术, 对血清前处理进行了考察和优化, 并对液-质联用分析条件进行了优化, 旨在建立用于血清中广谱小分子代谢物分析的高通量强耐用代谢组学方法, 以期满足大批次生物样本数代谢组学研究的要求(样本数≥400个). 通过考察不同有机溶剂沉淀蛋白对血清中蛋白的去除程度及38个代表性标准品化合物的提取效果, 确定采用甲醇/乙腈(体积比1: 9)沉淀蛋白法. 血清和有机溶剂的体积比不小于1: 4时, 达到最佳的沉淀蛋白处理效果, 符合大批量样本测试的要求; 预先冷藏沉淀蛋白的有机溶剂, 涡旋2 min, 超声1 min, 加入有机溶剂后冷冻静置10 min, 可以进一步提高前处理沉淀蛋白和化合物提取的效果. 通过对不同流动相体系和梯度条件的考察, 对液-质联用分析条件进行了优化. 方法学考察结果表明, 本方法重现性、 精密度及稳定性均良好. 对重现性和48 h稳定性数据进行变异系数分析和主成分分析法的多维分析, 证明本方法在代谢组学研究中的可重复性及所得数据的可靠性. 本方法高通量强耐用, 每天可测定100多个血清样本(13 min测定1个样本), 适用于代谢组学研究, 特别是大批次生物样本的代谢组学研究.     

聚吡咯/氧化石墨烯层状复合材料的制备及其在超级电容器中的应用(英文)

通过将吡咯单体在低温下与氧化石墨烯进行原位聚合,获得聚吡咯/石墨烯(Ppy/CRGO)复合材料.采用场发射电子显微镜(FESEM)、红外(FT-IR)和热重分析(TGA)对复合物的表面形貌、结构进行表征.FESEM结果表明,通过控制氧化石墨烯(GO)和吡咯单体的质量比例,可以对复合物的层状和厚度进行调控.FT-IR和TGA结果表明,聚吡咯(Ppy)是通过化学键合的方式与氧化石墨烯复合在一起.通过机械冷压法将粉末状Ppy/CRGO复合物压成圆片电极,并探讨了石墨烯和聚吡咯复合比例、反应时间、烘干温度和孔隙率等因素对Ppy/CRGO复合物电极的电学和电化学性能的影响.结果表明,Ppy与CRGO质量比为10∶1所制得的Ppy/CRGO复合物的电容量为421 F·g-1,通过在电极中引入孔隙,电容量能进一步提升为509 F·g-1.